【技术实现步骤摘要】
本申请属于机械臂规划控制方法，尤其涉及一种机械臂优化控制方法。
技术介绍
1、对于机械臂的优化控制方案建设，常将其视为机械臂头部节点的最优无碰撞寻路问题进行求解，其常用解决方案包括快速随机探索树rrt和rrt*等，通过结合视觉信息采集的三维场景重建、目标识别技术以及各种寻优算法来确定最佳控制方案，但传统的搜索方案基于随机采样来获取节点数据，因此不可避免的存在样本质量不稳定，不确定性高等问题，这些问题一方面进一步提高了所需要的算力成本和执行成本，另一方面则限制了机械臂进一步更准确更顺畅的控制效果。
技术实现思路
1、本申请的目的在于，基于实际需求，提供一种控制方案更稳定，控制效果更好，有利于实现更稳定的控制，在节点随机采样特性的基础上能够对样本进行快速优选，对机械臂动作进行进一步柔化并提高动作效率的械臂优化控制方法。
2、为实现上述目的，本申请采用如下技术方案。
3、本申请的一种机械臂优化控制方法，主要包括如下步骤：
4、s1、场景重建；
5、确定当前运动空间域ot状态，确定机械臂周围障碍物域oobs以及可行域omay，确定最终目标域olast；确定rrt随机树步长d0、偏转率ρ0、成功率ρ1、检测周期t0、目标节点alast；
6、s2、以当前机械臂位置a0为起点，d0为步长，按概率ρ0向预设向目标节点alast方向搜索形成新的节点链{ai}，i＝1,2...i；
7、统计在固定生长周期t0内新节点的生成成功率
8、s3、重复步骤s2，每次向随机生成的中间目标节点进行搜索的过程中，根据当前节点链{ai}中所有节点与中间目标节点amid的距离确定最佳生长方向；
9、s4、执行若干次搜索，判断是否到达目标节点alast的领域，若到达目标节点alast的领域oj，则向目标节点alast方向继续搜索，若未到达目标节点alast的领域，则调整步骤s1中相关参数再次搜索；
10、s5、基于前述步骤获取从机械臂气势位置a0到目标节点alast的路径链lo＝{bk}，k＝1,2...k；其中b1＝a0，bk＝alast；
11、s6、以当前路径链的第一个节点b1为起点，按照路径链的顺序依次将其与除第二个节点以外的其他后续节点用直线路径连接，直至该直线路径落入障碍物域oobs，确定最后一个未落入障碍物域oobs的直线路径的终节点br，删除节点b1和节点br之间的r-2个节点，得到新的路径链l＝{b1,br,br+1....bk}。
12、对前述机械臂优化控制方法的进一步改进或者优选实施方式，还包括步骤s7；
13、s7、以步骤s6确定的直线路径的终节点br为起点，按照路径链l＝{b1,br,br+1....bk}；的顺序依次将其与除第二个节点以外的其他后续节点用直线路径连接，直至该直线路径落入障碍物域oobs，确定最后一个未落入障碍物域oobs的直线路径的终节点br+m，删除节点br和节点br+m之间m-1个节点，得到新的路径链l+＝{b1,br,br+m,br+m+1,br+m+2....bk}；重复上述步骤，直至直线路径的终节点为alast；确定优化路径链lopt＝{c1,c2...cn...cn}，其中c1＝a0，cn＝alast；
14、对前述机械臂优化控制方法的进一步改进或者优选实施方式，还包括步骤s8；
15、s8、基于步骤s7确定的优化路径链lopt＝{c1,c2...cn...cn}，得到路径链lopt内部各分段路径段s0＝{s1,s2...sn,sn+1....sn-1}，按照路径链lopt中的连接顺序分别比较相邻两个路径段sn＝cncn+1和sn+1＝cn+1cn+2之间的夹角αn＝∠cncn+1cn+2，若夹角αn≤αmin，则在两个路径段之间形成的夹角的中线上搜索新节点c'n+1，使新节点c'n+1与相邻路段端点连线的夹角∠cnc'n+1cn+2≥αmin，若存在新节点新节点c'n+1且新节点位于可行域omay中，则使用新节点c'n+1替换节点节点cn+1得到新的路径链lopt+＝{c1,...cn,c'n+1,cn+2...cn}，重复上述步骤，依次比较优化路径链中所有的相邻路径段并更新节点信息，得到最终路径链llast；
16、对前述机械臂优化控制方法的进一步改进或者优选实施方式，所述步骤3还包括：
17、s3、给定搜索半径r1，对于每次随机确定的中间目标节点amid，确定中间目标节点amid半径r1的领域内的已知的所有“相邻”节点，分别将这些“相邻”节点视为中间目标节点amid的父节点，构成从初始节点a0至节点amid的若干个节点链；分别计算各节点链的路径成本，确定由初始节点a0至节点amid路径成本最低的节点链，将相应节点链作为中间目标节点amid的生成链，并删除其原始父节点关系，并根据新的节点链的生长顺序继续进行搜索，并在每次进行随机搜索时重复上述步骤。
18、其有益效果在于：
19、本申请的械臂优化控制方法主要用于进一步改善各类型机械臂动作控制效果，在保留利用全局样本的随机特性的同时，利用局部优化和生长过程的控制，改善机械臂控制过程，减少算力资源和运行成本。
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1.一种机械臂优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的机械臂优化控制方法，其特征在于，还包括步骤S7；
3.根据权利要求2所述的机械臂优化控制方法，其特征在于，还包括步骤S8；
4.根据权利要求1所述的机械臂优化控制方法，其特征在于，所述步骤3还包括：
【技术特征摘要】
1.一种机械臂优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的机械臂优化控制方法，其特征在于，还包括步骤s7；
3....
【专利技术属性】
技术研发人员：苏攀，喻柳丁，张亚超，杨晓悦，常广晖，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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